Nghiên cứu thử nghiệm công nghệ VSAT TDM,D TDMA cho mạng truyền dẫn viettel

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ Phạm Hồng Kiên NGHIÊN CỨU THỬ NGHIỆM CÔNG NGHỆ VSAT TDM/D-TDMA CHO MẠNG TRUYỀN DẪN VIETTEL Ngành: Công nghệ Điện tử - Viễn thông Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện tử Mã số: 60 52 70 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS TS Trương Vũ Bằng Giang Hà Nội - 2009 LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan luận văn “Nghiên cứu thử nghiệm công nghệ VSAT TDM/D-TDMA” kết nghiên cứu thân dƣới hƣớng dẫn PGS TS Trƣơng Vũ Bằng Giang Tồn kiến thức đƣợc trích lƣợc từ tài liệu đƣợc liệt kê đầy đủ chi tiết Cá nhân tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm có sai phạm quyền tác giả Ngƣời làm cam đoan Phạm Hồng Kiên MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH VẼ TỪ VIẾT TẮT MỞ ĐẦU .9 CHƢƠNG 11 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH 11 1.1 LỊCH SỬ RA ĐỜI HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH……… … 11 1.2 CẤU TRÚC CỦA HỆ THỐNG VỆ TINH…………………………… 12 1.2.1 Phần không gian…………………………………………………… 12 1.2.2 Phân hệ mặt đất………………………………………………………13 1.3 ĐẶC ĐIỂM CỦA THÔNG TIN VỆ TINH…………………………… 13 1.3.1 Ƣu điểm………………………………………………………………13 1.3.2 Nhƣợc điểm………………………………………………………… 13 1.4 CÁC PHƢƠNG PHÁP GHÉP KÊNH……………………………………14 1.4.1 Ghép kênh phân chia theo tần số (FDM)………….………………… 14 1.4.2 Ghép phân chia theo thời gian (TDM)…………………….…………16 1.4.2.1 TDM tín hiệu tƣơng tự 16 1.4.2.2 TDM tín hiệu số 18 1.5 CÁC PHƢƠNG THỨC ĐA TRUY NHẬP TRONG THÔNG TIN VỆ TINH……………………………………………………………………….19 1.5.1 Đa truy nhập phân chia theo tần số (FDMA)…… …………………19 1.5.1.1 Đa truy nhập nhiều kênh sóng mang (MCPC) 21 1.5.1.2 Truy nhập kênh sóng mang (SCPC) .22 1.5.2 Đa truy nhập phân chia theo thời gian (TDMA)…………………… 23 1.5.3 Đa truy nhập phân chia theo thời gian D-TDMA (DETERMINISTRIC TDMA)………………………………………………………………… 25 1.6 CÁC DỊCH VỤ ỨNG DỤNG TRONG THÔNG TIN VỆ TINH……….27 CHƢƠNG 28 GIỚI THIỆU VỀ MẠNG THÔNG TIN VSAT……………………………….28 2.1 ĐẶC ĐIỂM CỦA THÔNG TIN VSAT…………………………………28 2.2 CẤU TRÚC HỆ THỐNG THƠNG TIN VSAT…………………………28 2.2.1 Cấu hình mạng lƣới (MESH)…………………………………… 29 2.2.2 Cấu hình mạng (Star)…………………………………………….31 2.3 MẠNG THÔNG TIN VSAT FDM/SCPC HIỆN TẠI CỦA CÔNG TY TRUYỀN DẪN VIETTEL……………………………………………… 31 2.3.1 Mục đích…………………………………………………………… 31 2.3.2 Sơ đồ khối hệ thống VSAT công ty truyền dẫn Viettel………… 32 2.3.3 Thiết bị sử dụng………………………………………………… .33 CHƢƠNG 36 CÔNG NGHỆ VSAT TDM/D-TDMA ( IDIRECT) ỨNG DỤNG CHO MẠNG VIETTEL .36 3.1 CÔNG NGHỆ VSAT TDM/D-TDMA………………………………… 36 3.1.1 Cơ sở công nghệ VSAT TDM/D-TDMA (iDirect )………… …… 36 3.1.2 Mạng VSAT băng rộng iDirect…………… ……………………… 37 3.1.2.1 Hƣớng (Outroute) iDirect TDM 38 3.1.2.2 Hƣớng vào (Inroute) iDirect 39 3.1.3 Cấu hình điển hình trạm Remote trạm Hub…… ……… 41 3.1.3.1 Một trạm VSAT điển hình 41 3.1.3.2 Một trạm gốc Hub điển hình 42 3.1.4 Ƣu điểm nhƣợc điểm hệ thống VSAT TDM/D-TDMA…… .55 3.2 ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VSAT TDM/D-TDMA (iDirect) CHO MẠNG TRUYỀN DẪN VIETTEL……………………………………… 57 3.2.1 Cấu trúc hệ thống với giải pháp thiết bị iDirect……… ……………57 3.2.2 Các bƣớc triển khai thực tế……………………… ……………… 60 KẾT LUẬN .75 TÀI LIỆU THAM KHẢO………………………………………… …………76 PHỤ LỤC 77 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Cấu trúc hệ thống vệ tinh 12 Hình 1.2: Sơ đồ khối hệ thống ghép kênh theo tần số .15 Hình 1.3: Truyền băng ghép kênh theo tần số 15 Hình 1.4: Sơ đồ khối ghép kênh theo thời gian 16 Hình 1.5: Ghép kênh theo thời gian tín hiệu kênh 17 Hình 1.6: Sơ đồ khối hệ thống TDM tín hiệu số 19 Hình 1.7: Phân chia băng tần phát đáp vệ tinh 20 Hình 1.9: Mơ hình truyền dẫn FDM/FDMA TDM/FDMA 22 Hình 1.10: Mơ hình truyền dẫn SCPC/FDMA 22 Hình 1.11: TDMA mơ hình khung TDMA 23 Hình 1.12: Mơ hình khung 2ms chuẩn Intelsat 24 Hình 1.13: Cấu trúc hệ thống đa truy nhập phân chia theo thời gian D-TDMA 26 Hình 2.1: Cấu trúc hệ thống thông tin VSAT cung cấp dịch vụ di động 29 Hình 2.2 : Cấu hình mạng lưới 30 Hình 2.3 : Sơ đồ khối hệ thống VSAT FDM/SCPC 32 Hình 2.4: Cấu trúc hệ thống thiết bị mạng VSAT Viettel 34 Hình 3.1: Cơng nghệ VSAT TDM/D-TDMA (iDirect ) 37 Hình 3.2: Cấu trúc mạng iDirect với hướng hướng vào .38 Hình 3.3: Cấu trúc mạng iDirect với hướng 39 Hình 3.4: Cấu trúc mạng iDirect với hướng vào 40 Hình 3.5: Cấu trúc trạm VSAT điển hình 42 Hình 3.7: Cấu trúc IP trạm Hub 45 Hình 3.8: Cấu trúc khung Idirect Hub 46 Hình 3.9: Bộ xử lý giao thức Hub .47 Hình 3.10: Cấu trúc Idirect NMS 50 Hình 3.11: Cấu hình QoS iBuilder 52 Hình 3.12: Thống kê IP dịng lên xuống 53 Hình 3.13: Tình trạng cảnh báo 54 Hình 3.14: Cấu hình mềm dẻo hệ thống VSAT TDM/D-TDMA 55 Hình 3.15: Hệ thống thiết bị trạm Remote 56 Hình 3.16: Cấu trúc hệ thống với giải pháp thiết bị Idirect 58 Hình 3.17: Biểu đồ lưu lượng 58 trạm VSAT ngày 60 Hình 3.18: Biểu đồ lưu lượng Peak 58 trạm Vsat 61 Hình 3.19: Rack lắp đặt thiết bị 5IF, xử lý giao thức NMS .65 Hình 3.20: Biểu đồ tỉ lệ rớt gọi 69 Hình 3.21: Biểu đồ tỉ lệ rớt kênh SDCCH – SDR 69 Hình 3.22: Biểu đồ thiết lập gọi thành cơng 70 Hình 3.23: Biểu đồ lưu lượng 70 TỪ VIẾT TẮT Viết tắt Nghĩa BER Tỳ số lỗi bít BEP Xác xuất lỗi bít BUC Block Up Converter BSS Dịch vụ vệ tinh quảng bá C/N Tỷ số sóng mang/tạp âm Codec Bộ mã hóa, giải mã DDI Giao tiếp số trực tiếp DEM Bộ giải điều chế DEMUX Bộ tách kênh Eb/No Tỷ số lƣợng Bit/ Mật độ tạp âm EIRP Công suất xạ vô hƣớng tƣơng đƣơng FDM Ghép kênh phân chia theo tần số FEC Sửa lỗi trƣớc FM/FDMA Điều tần/Đa truy trập phân chia theo tần số FSS Dịch vụ vệ tinh cố định GEO Vệ tinh quỹ đạo địa tĩnh HPA Bộ khuếch đại công suất lớn IDU Khối bên IMUX/OMU X Bộ ghép kênh vào/ IF INTELSAT Tần số trung gian( Trung tần ) Tổ chức Vệ tinh viễn thông giới LNA Bộ khuếch đại tạp âm thấp LEO Vệ tinh quỹ đạo thấp MCPC Đa kênh sóng mang MEO Vệ tinh quỹ đạo trung bình MOD Bộ điều chế Modem Bộ điều chế/giải điều chế MSB Bít có ý nghĩa lớn MUX Bộ ghép kênh NCC Trung tâm điều khiển mạng ODU Khối bên QPSK Điều chế pha bốn mức PCM Điều xung mã PSK Khóa dịch pha RF Tần số vô tuyến, tần số radio SCPC Truy nhập đơn kênh sóng mang TC Kênh mặt đất TDM Ghép kênh phân chia theo thời gian TDMA Đa truy nhập phân chia theo thời gian TM Độ dài đa khung MSS Dịch vụ vệ tinh di động VSAT Các trạm đầu cuối có độ nhỏ MỞ ĐẦU Việt Nam quốc gia có đƣờng biên giới trải dài với địa hình nhiều đồi núi, hải đảo… xa đất liền, vùng địa hình khác cần có phƣơng án truyền thơng thích hợp Cáp sợi quang viba giữ ƣu ứng dụng triển khai đƣờng trục, liên tỉnh nhiên vùng không triển khai đƣợc cáp quang viba bị cô lập mặt địa lý VSAT TDM/D-TDMA phƣơng án lựa chọn thích hợp Với kích thƣớc nhỏ gọn, dễ dàng lắp đặt địa hình nào: tịa nhà, tầu, thuyền, xe động…, mềm dẻo việc thay đổi cấu hình lƣu lƣợng cho trạm VSAT, VSAT TDM/D-TDMA trở thành ứng dụng hiệu với Tập đồn, Tổng cơng ty công ty cỡ lớn vừa Đặc điểm quan trọng mạng thơng tin VSAT TDM/D-TDMA vừa tiết kiệm đƣợc băng thông vệ tinh tối đa vừa triển khai đƣợc nhiều loại hình dịch vụ nhƣ: Internet, thoại, hội nghị truyền hình, liệu… Việc nghiên cứu mạng VSAT TDM/D-TDMA có nghĩa thực tiễn cao việc triển khai mạng Việt Nam Luận văn bao gồm phần: Chƣơng 1: Tổng quan thông tin vệ tinh Chƣơng 2: Giới thiệu mạng thông tin VSAT Chƣơng 3: Công nghệ VSAT TDM/D-TDMA ứng dụng cho mạng truyền dẫn Viettel Kết luận Đề tài ” Nghiên cứu thử nghiệm công nghệ VSAT TDM/D-TDMA cho mạng truyền dẫn Viettel” đƣợc hoàn thành dƣới hƣớng dẫn PGS.TS Trƣơng Vũ Bằng Giang, Khoa Điện tử- Viễn thông, Trƣờng Đại học Công nghệ- Đại học Quốc Gia Hà Nội Trong trình nghiên cứu thực luận văn chắn khơng tránh khỏi thiếu sót, tác giả mong nhận đƣợc ý kiến đóng góp thầy giáo, cô giáo bạn động nghiệp để luận văn hoàn thiện Xin chân thành cảm ơn! 79 Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes 80 Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes 81 Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes 82 Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes 83 Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes 84 Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes 85 Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes 86 Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes 87 Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes 88 Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes 89 Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes 90 Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes 91 Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes 92 Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes Total Selected of Remotes 93 Total Selected of Total Selected of Total Selected of Total Selected of Total Selected of Total Selected of Total Selected of Total Selected of Average (peak hour) *Nhận xét: Nhƣ theo tính tốn lý thuyết tổng băng thơng là: 3.210 Mhz theo thực tế đo kiểm tổng băng thông là: 3.633 Mbps Vì triển khai thực tế với số lƣợng trạm lớn tỷ lệ tiết kiệm hiệu sử dụng băng thơng nhƣ đảm bảo chất lƣợng dịch vụ ... thiệu mạng thông tin VSAT Chƣơng 3: Công nghệ VSAT TDM/D -TDMA ứng dụng cho mạng truyền dẫn Viettel Kết luận Đề tài ” Nghiên cứu thử nghiệm công nghệ VSAT TDM/D -TDMA cho mạng truyền dẫn Viettel? ??... CHƢƠNG CÔNG NGHỆ VSAT TDM/D -TDMA( IDIRECT) ỨNG DỤNG CHO MẠNG VIETTEL 3.1 CÔNG NGHỆ VSAT TDM/D -TDMA 3.1.1 Cơ sở công nghệ VSAT TDM/D -TDMA (iDirect ) Hệ thống mạng VSAT iDirect hệ thống mạng TCP/IP... VSAT công ty truyền dẫn Viettel? ??……… 32 2.3.3 Thiết bị sử dụng………………………………………………… .33 CHƢƠNG 36 CÔNG NGHỆ VSAT TDM/D -TDMA ( IDIRECT) ỨNG DỤNG CHO MẠNG VIETTEL .36 3.1 CÔNG